物联网技术与应用信息全面感知V1.0
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美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上 物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比 １，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的业务。。
2、物联网现况与发展
物联网产业现存问题
国家安全问题 隐私问题 商业模式
物联网的政策和法规
2、物联网现况与发展
物联网产业现存问题
技术标准的统一与协调 管理平台的形成
网中网
物体之间自治的、动态的组网 已有多种网络的操作平台、信息结构、文档
格式等都存在异构特征
目标：信息互通 框架达到健壮、可扩展性以及公平性目的
挑战： 开放的竞争环境，框架必须模块化和可扩
展性 SOA架构中，内容提供者和使用者之间如
何进行便捷的交流，即语义的互操作性 事件驱动结构使得无法采用一种办法解决
4、物联网关键技术--物联网架构技术
参考结构
相对分布的集中式管理 相对集中的分布式支撑
区域 服务器
IP/IP v6
有线
家庭网关
ZigbeeWi Fi
Cable Net
IP/ID/IPv6
4、物联网关键技术--物联网架构技术
区域服务器参考结构
4、物联网关键技术--物联网架构技术
与云计算支撑平台的结合
2、物联网现况与发展
物联网未来发展的趋势
"政策先行，技术主导，需求驱动“将成为中国物联网产业发展 的主要模式。
国务院、发改委、工信部、科技部等部门都有可能出台相关产业扶持政策来 加速促进中国物联网产业发展。
在技术与标准方面，一系列重点行业应用产品将被推向市场 并逐步开始规模化应用。
行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。
1、物联网概念
物联网 的特点
节点众多 网络自组识 多跳路由 网络动态性 网络以数据为中心 面向应用的网络
2、物联网现况与发展
IT业的变革性浪潮
信息革命的第一次浪潮
• 20世纪四五十年代计算机的出现。
信息革命的第二次浪潮
• 90年代初互联网的出现。
信息革命的第三次浪潮
• 从2010年算起的物联网兴起。
学习情境1
信息全面感知
1、物联网概念
英文百科Wikipedia对物联网的定义：
• The Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances.
物联网的英文简称：
• IOT
中国早在1999年就提出来类似物联网概念。 不过，当时不叫“物联网”而叫传感网。
所有的问题 物体的离线特性 非中心控制的分布式架构 增加解决方案提供者的参与，形成一个竞
争的市场
4、物联网关键技术--物联网架构技术
研究内容
端到端的分布式开放架构，异构系统的互操作性； 非中心控制的自治架构； 边缘节点移动智能架构； 云计算技术，事件驱动架构，掉线和同步操作； 使用市场机制来增加竞争和参与； 支持语义互操作的体系结构； 事件驱动的体系结构； 支持有效缓存、信息同步和分布式信息融合的体系
结构。
4、物联网关键技术--统一标识技术
标识概述 标识的必要性
谁控制唯一识别符
4、物联网关键技术--统一标识技术
需求分析
目标：对物体进行统一标识
挑战：
进行物体的区分\查找
如何处理物体的组合\合成\拆
标识基本需求
分\替换带来的UID变化
对单个物体进行唯一标识
如何处理UID与物体之间关系的
3、物联网Βιβλιοθήκη Baidu系架构
Zigbee网络拓扑
PAN Coordinator -“Coordinator”-”协调器“ Full Function Device -“Router”-路由 Reduced Function Device - “End Device”-终 端
4、物联网关键技术
1. 物联网架构技术 2. 统一标识技术 3. 通信技术 4. 网络技术 5. 软件服务与算法 6. 硬件 7. 功率和能量存储 8. 安全和隐私技术
支持一类物品的标识【某类物品的查询】 映射关系，比如同一批次的产
复合物体：有多个组件，每个部件都有
品编号是否相近
标识号【动态变化】
如何确保国家、企业、个人均
安全需求
具有一定的UID分配权利
非层次命名：标识应该独立于自身位置 不透明UID与匿名机制
和上下文环境等信息
支持已有ID机制
2、物联网现况与发展
国内物联网现况
感知中国
• 2009年8 月7日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程 技术研发中心时提出。
新兴国家战略产业
• 物联网在2010年“两会”期间被写入政府工作报告，确立为五大新兴国 家战略产业之一。
战略性新兴产业相关专业
• 2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关 专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业，全国首批申请到物联网相 关专业的高校为37所。2012年，已有200多所高校申请到了到物联网相 关专业。
安全体系的建立与形成 应用的开发
3、物联网体系架构
物联网的架构
M
• 应用软件 • 中间件
C
• 通信连接系统
D
• 末端设备 • 传感器
3、物联网体系架构
物联网的架构(中国移动)
3、物联网体系架构
Zigbee 网络体系
应用层 网络层/安全层 MAC层 物理层
Zigbee联盟 IEEE802.15.4
2、物联网现况与发展
国际物联网现况
欧盟
• 2009 年6月欧盟委员会提出针对物联网行动方案；。
美国
• 2009年2月17日奥巴马签署生效的《恢复和再投资法案》，批准推 进“智慧地球”中两个领域的发展—智慧的电网和智慧的医疗。
韩国
• 2004年发布了U-Korea战略。
日本
• 2004年提出了U-Japan构想。
层次结构
虚拟物体的ID分配问题
4、物联网关键技术--统一标识技术
研究内容
标识的分配 标识的管理 标识加密解密 标识存储 匿名标识技术 标识映射机制 标识结构设计
区域服务器 分布式计算功能
区域服务器 分布式存储功能
4、物联网关键技术--物联网架构技术
需求分析
存储和计算能力的边缘化
物体具有存储、处理能力 局部物体间协同工作
物体间断性通信连接
物体移动、无线链路动态变化 分布式的缓存和信息融合
支持物体的移动和环境变化
物体移动带来信息的移动 物体上下文不断变化
2、物联网现况与发展
物联网产业现存问题
国家安全问题 隐私问题 商业模式
物联网的政策和法规
2、物联网现况与发展
物联网产业现存问题
技术标准的统一与协调 管理平台的形成
网中网
物体之间自治的、动态的组网 已有多种网络的操作平台、信息结构、文档
格式等都存在异构特征
目标：信息互通 框架达到健壮、可扩展性以及公平性目的
挑战： 开放的竞争环境，框架必须模块化和可扩
展性 SOA架构中，内容提供者和使用者之间如
何进行便捷的交流，即语义的互操作性 事件驱动结构使得无法采用一种办法解决
4、物联网关键技术--物联网架构技术
参考结构
相对分布的集中式管理 相对集中的分布式支撑
区域 服务器
IP/IP v6
有线
家庭网关
ZigbeeWi Fi
Cable Net
IP/ID/IPv6
4、物联网关键技术--物联网架构技术
区域服务器参考结构
4、物联网关键技术--物联网架构技术
与云计算支撑平台的结合
2、物联网现况与发展
物联网未来发展的趋势
"政策先行，技术主导，需求驱动“将成为中国物联网产业发展 的主要模式。
国务院、发改委、工信部、科技部等部门都有可能出台相关产业扶持政策来 加速促进中国物联网产业发展。
在技术与标准方面，一系列重点行业应用产品将被推向市场 并逐步开始规模化应用。
行业应用将成为未来几年物联网产业发展的主要驱动力。
1、物联网概念
物联网 的特点
节点众多 网络自组识 多跳路由 网络动态性 网络以数据为中心 面向应用的网络
2、物联网现况与发展
IT业的变革性浪潮
信息革命的第一次浪潮
• 20世纪四五十年代计算机的出现。
信息革命的第二次浪潮
• 90年代初互联网的出现。
信息革命的第三次浪潮
• 从2010年算起的物联网兴起。
学习情境1
信息全面感知
1、物联网概念
英文百科Wikipedia对物联网的定义：
• The Internet of Things refers to a network of objects, such as household appliances.
物联网的英文简称：
• IOT
中国早在1999年就提出来类似物联网概念。 不过，当时不叫“物联网”而叫传感网。
所有的问题 物体的离线特性 非中心控制的分布式架构 增加解决方案提供者的参与，形成一个竞
争的市场
4、物联网关键技术--物联网架构技术
研究内容
端到端的分布式开放架构，异构系统的互操作性； 非中心控制的自治架构； 边缘节点移动智能架构； 云计算技术，事件驱动架构，掉线和同步操作； 使用市场机制来增加竞争和参与； 支持语义互操作的体系结构； 事件驱动的体系结构； 支持有效缓存、信息同步和分布式信息融合的体系
结构。
4、物联网关键技术--统一标识技术
标识概述 标识的必要性
谁控制唯一识别符
4、物联网关键技术--统一标识技术
需求分析
目标：对物体进行统一标识
挑战：
进行物体的区分\查找
如何处理物体的组合\合成\拆
标识基本需求
分\替换带来的UID变化
对单个物体进行唯一标识
如何处理UID与物体之间关系的
3、物联网Βιβλιοθήκη Baidu系架构
Zigbee网络拓扑
PAN Coordinator -“Coordinator”-”协调器“ Full Function Device -“Router”-路由 Reduced Function Device - “End Device”-终 端
4、物联网关键技术
1. 物联网架构技术 2. 统一标识技术 3. 通信技术 4. 网络技术 5. 软件服务与算法 6. 硬件 7. 功率和能量存储 8. 安全和隐私技术
支持一类物品的标识【某类物品的查询】 映射关系，比如同一批次的产
复合物体：有多个组件，每个部件都有
品编号是否相近
标识号【动态变化】
如何确保国家、企业、个人均
安全需求
具有一定的UID分配权利
非层次命名：标识应该独立于自身位置 不透明UID与匿名机制
和上下文环境等信息
支持已有ID机制
2、物联网现况与发展
国内物联网现况
感知中国
• 2009年8 月7日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程 技术研发中心时提出。
新兴国家战略产业
• 物联网在2010年“两会”期间被写入政府工作报告，确立为五大新兴国 家战略产业之一。
战略性新兴产业相关专业
• 2010年最新的教育部通知已将物联网、传感网作为战略性新兴产业相关 专业的重点，开始鼓励各高校申报相关专业，全国首批申请到物联网相 关专业的高校为37所。2012年，已有200多所高校申请到了到物联网相 关专业。
安全体系的建立与形成 应用的开发
3、物联网体系架构
物联网的架构
M
• 应用软件 • 中间件
C
• 通信连接系统
D
• 末端设备 • 传感器
3、物联网体系架构
物联网的架构(中国移动)
3、物联网体系架构
Zigbee 网络体系
应用层 网络层/安全层 MAC层 物理层
Zigbee联盟 IEEE802.15.4
2、物联网现况与发展
国际物联网现况
欧盟
• 2009 年6月欧盟委员会提出针对物联网行动方案；。
美国
• 2009年2月17日奥巴马签署生效的《恢复和再投资法案》，批准推 进“智慧地球”中两个领域的发展—智慧的电网和智慧的医疗。
韩国
• 2004年发布了U-Korea战略。
日本
• 2004年提出了U-Japan构想。
层次结构
虚拟物体的ID分配问题
4、物联网关键技术--统一标识技术
研究内容
标识的分配 标识的管理 标识加密解密 标识存储 匿名标识技术 标识映射机制 标识结构设计
区域服务器 分布式计算功能
区域服务器 分布式存储功能
4、物联网关键技术--物联网架构技术
需求分析
存储和计算能力的边缘化
物体具有存储、处理能力 局部物体间协同工作
物体间断性通信连接
物体移动、无线链路动态变化 分布式的缓存和信息融合
支持物体的移动和环境变化
物体移动带来信息的移动 物体上下文不断变化